我试着编写一个小应用程序来熟悉用户空间中的写时复制的概念.我已经阅读了
answer by MSalters,并认为只有当我开始使用mmap的文件来存储我的数据时它才会起作用.因为我不需要基于文件的持久性,所以我尝试用共享内存做同样的事情.首先我mmap’ed并初始化了一个shm fd,然后我用MAP_PRIVATE映射了第二个副本并再次从中读取.然而,只需从中读取就会导致内核复制整个内容,花费更多时间并占用内存的两倍.为什么不做COW?
这是我提出的用于说明行为的程序:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/mman.h> #include <fcntl.h> #include <assert.h> static const size_t ARRAYSIZE = 1UL<<30; void init(int* A) { for (size_t i = 0; i < ARRAYSIZE; ++i) A[i] = i; } size_t agg(const int* A) { size_t sum = 0; for (size_t i = 0; i < ARRAYSIZE; ++i) sum += A[i]; return sum; } int main() { assert(sizeof(int) == 4); shm_unlink("/cowtest"); printf("ARRAYSIZE: %lu\n",ARRAYSIZE); int fd = shm_open("/cowtest",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0); if (fd == -1) { perror("Error allocating fd\n"); return 1; } if (ftruncate(fd,sizeof(int) * ARRAYSIZE) == -1) { perror("Error ftruncate\n"); return 1; } /* Open shm */ int* A= (int*)mmap(NULL,sizeof(int) * ARRAYSIZE,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0); if (A == (int*)-1) { perror("Error mapping A to memory\n"); return 1; } init(A); /* Create cow copy */ int* Acopy = (int*)mmap(NULL,PROT_READ,MAP_PRIVATE,0); if (Acopy == (int*)-1) { printf("Error mapping copy from file\n"); return 1; } /* Aggregate over A */ size_t sumA = agg(A); size_t expected = (ARRAYSIZE * (ARRAYSIZE - 1)) >> 1; assert(expected == sumA); /* Aggregate over Acopy */ size_t sumCopy = agg(Acopy); assert(expected == sumCopy); shm_unlink("/cowtest"); printf("Enter to exit\n"); getchar(); return 0; }
我用g -O3 -mtune = native -march = native -o shm-min shm-min.cpp -lrt编译它.
它创建的数组包含4GB的整数值.在终止程序之前,然后分配8GB的共享内存,在/ proc /< pid> / smaps中,您可以看到它在只读操作期间实际上执行了完整拷贝.我不知道为什么会那样做.这是内核错误吗?或者我错过了什么?
非常感谢任何见解.拉尔斯
编辑
这是Ubuntu 14.04(3.13.0-24)上/ proc /< pid> / smaps的相关内容:
7f3b9b4ae000-7f3c9b4ae000 r--p 00000000 00:14 168154 /run/shm/cowtest (deleted) Size: 4194304 kB RSS: 4194304 kB Pss: 2097152 kB Shared_Clean: 0 kB Shared_Dirty: 4194304 kB Private_Clean: 0 kB Private_Dirty: 0 kB Referenced: 4194304 kB Anonymous: 0 kB AnonHugePages: 0 kB Swap: 0 kB KernelPageSize: 4 kB MMUPageSize: 4 kB Locked: 0 kB VmFlags: rd mr mw me sd 7f3c9b4ae000-7f3d9b4ae000 rw-s 00000000 00:14 168154 /run/shm/cowtest (deleted) Size: 4194304 kB RSS: 4194304 kB Pss: 2097152 kB Shared_Clean: 0 kB Shared_Dirty: 4194304 kB Private_Clean: 0 kB Private_Dirty: 0 kB Referenced: 4194304 kB Anonymous: 0 kB AnonHugePages: 0 kB Swap: 0 kB KernelPageSize: 4 kB MMUPageSize: 4 kB Locked: 0 kB VmFlags: rd wr sh mr mw me ms sd
解决方法
没有复制. smaps文件有一个提示:
Size: 4194304 kB RSS: 4194304 kB Pss: 2097152 kB
看看Pss是映射区域的实际大小的一半?那是因为它除以两个用法(Pss =比例共享大小).也就是说,您将相同的文件映射两次到不同的虚拟内存范围,但两个映射的底层物理页面相同.
要找出相关页面的物理地址,可以使用a tool here.将其保存为page-types.c,运行make page-types,然后./page-types -p< pid> -l -N.您将看到不同的虚拟地址(在第一列中)映射到相同的物理页面(在第二列中).
如果为第二个映射添加PROT_WRITE权限位,并调用init(Acopy),您将看到Pss跳转到4GB,并且相应页面的物理地址不再相同.
TL; DR COW工作.